Berapa banyak jenis penyimpangan optik yang ada di lensa? Dan apakah mereka?

Jawaban:

11

Ada banyak jenis abrasi optik yang mungkin Anda temui dengan lensa. Penyimpangan kromatik hanya salah satunya. Beberapa lebih drastis, yang lain lebih halus.

Lensa suar

Mungkin penyimpangan yang paling umum dikenal adalah suar lensa. Flare terjadi ketika cahaya non-insiden memasuki lensa dan memantul dari berbagai elemen lensa dan / atau diafragma. Efeknya, ketika cukup kuat, dapat menciptakan bintik-bintik cerah dan goresan, dan mungkin juga memiliki efek yang merugikan pada kontras di mana itu terjadi. Suar biasanya disebabkan oleh sumber cahaya di luar adegan yang terang, seperti matahari, atau cahaya terang yang menerangi pemandangan Anda.

Anda dapat mengurangi atau menghilangkan suar dengan menggunakan tudung lensa. Untuk lensa telefoto, tudung bundar akan memblokir semua cahaya yang tidak timbul. Untuk lensa yang lebih lebar, tudung berbentuk kelopak adalah yang terbaik, karena memperhitungkan faktor bentuk sensor yang luas. Elemen lensa multi-lapis membantu mengurangi pantulan yang tidak diinginkan, dan ketika digunakan untuk elemen lensa depan dan belakang, tetapi terutama bila digunakan pada semua elemen lensa internal, dapat sangat mengurangi penyempitan. Filter, sebagai elemen gelas tambahan dengan ketidaksempurnaan mereka sendiri, kemungkinan akan meningkatkan peluang pembakaran.

Ghosting

Mirip dengan suar, ghosting adalah hasil dari cahaya yang memantul dari sensor Anda, memantulkan elemen atau elemen lensa belakang, dan kembali ke sensor. Ghosting biasanya membuat replika gambar utama Anda yang lembut dan tidak terpusat. Ini bisa terlihat seperti apa yang dilihat oleh orang dengan astigmatisme, salinan pemandangan yang agak kabur atau tercoreng.

Lensa berkualitas tinggi menggunakan elemen lensa berlapis milti untuk mengurangi pantulan sebanyak mungkin, dan mereka dapat membatasi kasing di mana ghosting dimungkinkan. Namun, mustahil untuk sepenuhnya menghilangkan refleksi, dan dalam skenario yang tepat, ghosting selalu memungkinkan.

Distorsi

Tipe lain dari perilaku lensa yang menyimpang adalah distorsi. Muncul dalam dua varietas: bantalan bantalan dan laras. Pada sebagian besar lensa zoom, distorsi terjadi pada focal length ekstrem. Lensa yang lebih murah sering memiliki lebih banyak masalah dengan distorsi daripada lensa berkualitas lebih tinggi, namun hampir semua lensa memiliki beberapa tingkat distorsi (termasuk bilangan prima.) Banyak lensa memiliki tingkat distorsi yang rendah sehingga bukan merupakan faktor, dan yang lain jelas terlihat. Distorsi mungkin tidak terlalu menjadi masalah jika Anda tidak memotret subjek yang membuat efek distorsi terlihat, seperti dinding atau bangunan bata.

Selain distorsi bantalan dan laras, banyak lensa akan menciptakan distorsi dalam perspektif. Khususnya dengan lensa sudut lebar, distorsi dalam perspektif dapat dilihat saat menggunakan focal length yang sangat lebar.

Jenis lensa tertentu, sering disebut TS atau lensa Tilt-Shift, cenderung menghasilkan sedikit distorsi barel atau bantalan. Lensa tersebut menawarkan dua kontrol tambahan atas fokus normal dan zoom: miring dan bergeser. Dengan menggunakan kontrol tambahan ini, seorang fotografer dapat mengubah distorsi perspektif ke tingkat tertentu, dan mengembalikan derajat perspektif selat yang tepat ke gambar Anda.

Aberasi Bulat

Aberasi bola adalah jenis lain dari aberasi optik yang dapat terjadi pada lensa kamera. Ini hasil dari perbedaan dalam pembiasan di tepi lensa dibandingkan dengan pusat, menghasilkan konvergensi cahaya yang tidak tepat daripada konvergensi menjadi titik fokus. Aberasi bola umumnya menghasilkan fokus yang lebih lembut, daripada fokus yang jelas dan tajam.

Penyimpangan berbentuk bola dapat diperbaiki dengan beberapa cara. Kombinasi lensa cembung bulat dan cekung dapat digunakan untuk memperbaiki konvergensi cahaya. Lensa profesional modern kelas atas sering menyertakan elemen lensa asferis. Elemen lensa asferis menyebabkan lebih sedikit pembiasan pada bagian tepi dan lebih banyak di bagian tengah, menghasilkan konvergensi yang tepat pada panjang fokus tertentu.

Beberapa lensa, seperti lensa potret fokus-lunak, sengaja meninggalkan sejumlah penyimpangan berbentuk bola untuk menghasilkan bidikan yang lebih menyenangkan. Dalam kasus ini, aberasi bola adalah efek yang diinginkan, efek yang mungkin Anda cari secara eksplisit dalam sebuah lensa.

Koma

Terkait dengan penyimpangan bola, penyimpangan komik adalah masalah bias yang terjadi pada sumber cahaya titik sumbu mati. Karena perbedaan dalam pembiasan di dekat tepi elemen lensa bola, sumber titik-off-axis mungkin tampak membentang dan "terhalang" pada bidang fokus. Koma umumnya merupakan kombinasi dari kedua penyimpangan bola dari sumber cahaya titik dan penyimpangan kromatik untuk menghasilkan efek yang terlihat seperti komet.

Koma umumnya dikendalikan dengan menggunakan lensa dari kelengkungan yang sesuai untuk meminimalkan distorsi tepi. Dalam lensa kamera, kombinasi elemen lensa umumnya diperlukan untuk meminimalkan penyimpangan optik tersebut. Aberasi komik adalah masalah yang sebagian besar mempengaruhi mereka yang melakukan fotografi malam atau astrofotografi, karena sumber cahaya titik paling umum pada skenario ini.

Difraksi

Jenis distorsi akhir juga dimungkinkan, dan lazim pada semua kamera. Difraksi adalah efek cahaya, mengingat sifat gelombangnya. Ketika gelombang menemukan tepi atau pembukaan, maka memiliki kecenderungan untuk membengkokkannya. Diafragma dalam kamera memungkinkan seseorang untuk mengontrol aperture, atau celah yang melaluinya cahaya melewati jalan menuju sensor. Apertur memberi kita kendali atas berapa banyak cahaya yang mencapai sensor ... tetapi sebagai hasilnya, ia juga dapat menyebabkan pengaburan difraksi melalui efek yang disebut airy disc.

Pada lubang yang cukup lebar, difraksi cukup rendah sehingga tidak menimbulkan masalah. Namun, semua sensor memiliki batas difraksi, di luar itu efek difraksi akan mulai mempengaruhi kualitas gambar. Untuk sebagian besar sensor, ini berkisar antara f / 8 hingga f / 11. Semakin besar photosites dan semakin efektif microlensing di sekitar masing-masing photosite pada sensor, semakin tinggi aperture membatasi. Ketika aperture berhenti cukup jauh di bawah batas difraksi, efek disk yang lapang akan memungkinkan cahaya untuk berdarah melewati pixel sensor yang diinginkan (photosite) dan mempengaruhi yang lain. Lubang di bawah f / 22 atau lebih umumnya akan mulai menyebabkan cukup kehilangan ketajaman untuk melawan keuntungan dengan memiliki aperture yang lebih ketat.

Sementara difraksi cahaya disebabkan oleh diafragma dalam lensa, perlu dicatat bahwa efek yang dihasilkan tergantung pada sensor di kamera. Sensor full-frame besar dalam bodi kamera DSLR kelas atas akan menunjukkan masalah karena difraksi kurang dari sensor yang lebih kecil pada bodi kamera DSLR entry-level, yang pada gilirannya akan menunjukkan masalah secara signifikan lebih kecil daripada sensor pixel-padat kecil di sebagian besar titik. dan potret kamera.

jrista
sumber
Jawaban yang bagus Pilihan beberapa pasangan: Pada flare lensa, kehilangan kontras tidak memiliki prasyarat titik terang atau coretan, seperti yang bisa diucapkan oleh kata-kata Anda. Pelapisan membantu mengurangi suar (bersama dengan ghosting, seperti yang Anda sebutkan). Selain itu, tudung berbentuk kelopak selalu yang terbaik pada lensa apa pun, termasuk foto jarak jauh. Sebagian besar (konsumen) telefoto memiliki elemen depan yang berputar, itulah sebabnya tudung bundar digunakan. Banyak telefoto pro menggunakan tudung berbentuk kelopak. Beberapa menggunakan tudung bundar tanpa memutar FE untuk biaya dan kemampuan untuk berbaring rata di tanah. Difraksi adalah perubahan optik dari jarak piksel, bukan lensa.
Eruditas
@Eruditas: Secara teknis, difraksi adalah pembengkokan cahaya di sekitar hambatan, dan tidak ada hubungannya dengan piksel. Dalam konteks kamera, difraksi disebabkan ketika cahaya melewati aperture lebih rendah dari pengaturan maksimumnya. Distorsi dalam bentuk gelombang cahaya menciptakan sesuatu yang disebut disk yang lapang. Saat menggunakan lubang yang cukup kecil, efek disk yang lapang dapat tumbuh cukup besar untuk memengaruhi lebih dari satu piksel pada satu waktu, sehingga menghasilkan gambar yang melunak. Semakin besar pixel Anda, semakin kecil aperture Anda perlu menjadi bermasalah, sehingga lensa yang terlibat, tetapi tidak semata-mata.
jrista
@jrista: Itu benar, saya hanya ingin menekankan bahwa abberasi adalah sama untuk semua lensa dan aperture mereka, tetapi penampilan abberasi sepenuhnya tergantung pada jarak piksel, yang tidak Anda sebutkan sama sekali. Ini tidak ada hubungannya dengan sensor yang "lebih baik."
Eruditas
1
@jrista Saya pikir penyimpangan bola layak disebutkan karena beberapa alasan: pertama, bahwa ia memiliki sedikit status khusus, karena itu adalah bagian besar dari tampilan banyak lensa potret klasik yang bahkan mungkin tidak diinginkan untuk sepenuhnya diperbaiki. . Kedua bahwa tidak semua orang akan membeli lensa asph baru (saya juga waspada dengan gagasan bahwa "kebanyakan" lensa saat ini termasuk elemen asferis, tetapi tidak memiliki bukti juga). Bahkan, saya berani bertaruh orang yang membeli lensa lama akan jauh lebih tertarik pada jawaban ini daripada orang yang membeli yang baru - itu yang harus mereka tangani!
ex-ms
1
@jrista: Terima kasih untuk topi-tip retro. Saya benar-benar menyadari bahwa ini adalah rambut yang membelah sekarang, jadi jangan ragu untuk mengabaikan: itu bukan hanya lensa potret fokus lembut yang memiliki penyimpangan bola yang kurang dapat diperbaiki. Sedikit koreksi di bawah cenderung membuat area di luar fokus lebih halus, dan karenanya digunakan di banyak lensa "tajam tapi tidak klinis" seperti Nikkor 105 / 2.5.
ex-ms
7

Saya mencoba menuliskan jawaban yang lebih berorientasi pada fotografer. Jadi berbagai masalah terkait lensa adalah:

  • Vignetting - sudut bingkai lebih gelap dari pusat
    • terlihat di jendela bidik / di layar
    • untuk menghindari - menghentikan aperture Anda, filter hanya memperburuknya, jadi Anda mungkin ingin mencobanya tanpa
    • pasca pemrosesan - relatif mudah diperbaiki
    • perhatian khusus diperlukan dalam bidikan panorama
    • vignetting tidak harus bingung dengan hilangnya detail atau hilangnya kontras di tepinya
  • Flare lensa - bintik matahari atau area kontras rendah dalam bingkai
    • biasanya terlihat di jendela bidik / di layar
    • untuk menghindari - gunakan tudung lensa, ubah posisi Anda untuk menjaga titik terang dari gambar jika memungkinkan, filter hanya memperburuknya, jadi Anda mungkin ingin mencoba tanpa
    • pasca pemrosesan - sulit untuk dikoreksi di daerah dengan banyak detail
  • Difraksi - gambar Anda mulai lunak di seluruh jika Anda terlalu banyak berhenti (lebih dari f8-f16 tergantung pada kepadatan elemen sensor)
    • terlihat di layar jika diperbesar
    • untuk menghindari - tahu batas difraksi Anda dan jangan berhenti untuk itu, alternatif mahal adalah menggunakan kemiringan pada lensa tilt-shift
    • pasca pemrosesan - tidak dapat diperbaiki
    • difraksi tidak harus bingung dengan kesalahan pemfokusan dan guncangan kamera yang jauh lebih umum (yang terakhir adalah blur terarah)
  • Chromatic aberration - cahaya hijau / magenta di tepi highlight, biasanya disebut "fringing ungu"
    • terlihat di layar jika diperbesar
    • untuk menghindari - ketahui bintik-bintik manis lensa Anda, berhentilah
    • pasca pemrosesan - mudah diperbaiki
  • Distorsi - garis vertikal dan horizontal melengkung di tepi bingkai (distorsi barel - kurva ke luar, distorsi bantalan pincing - kurva ke dalam, distorsi kompleks - kurva bergelombang)
    • mudah terlihat di jendela bidik / di layar
    • untuk menghindari - Anda tidak bisa kecuali Anda memiliki lensa yang lebih baik
    • pasca pemrosesan - relatif mudah dikoreksi (kecuali distorsi kompleks)
    • perhatian khusus diperlukan dalam bidikan panorama

Tidak benar-benar dalam kategori yang sama, tetapi juga aspek yang sangat penting dari lensa adalah resolusi , atau sebenarnya kita biasanya peduli dengan resolusi yang hilang ke tepian karena berbagai penyimpangan lainnya seperti koma, astigmatisme, lengkungan medan, dll. Anda biasanya dapat membuat segalanya lebih baik ketika Anda berhenti dan Anda harus mencoba, karena Anda tidak dapat memperbaikinya di post-processing.

Satu harus diingat bahwa tidak ada yang namanya lensa sempurna dan setiap lensa memiliki beberapa tingkat penyimpangan karena kompromi yang dilakukan selama desain optik.

Karel
sumber
4

Penyimpangan 'optik' (yaitu muka gelombang) yang ketat adalah:

  1. Defocus (bidang kelengkungan)
  2. Aberasi bola
  3. Koma
  4. Astigmatisme
  5. Lengkungan medan
  6. Distorsi gambar

Tetapi yang paling mungkin mempengaruhi foto Anda adalah:

Chromatic aberration - warna yang berbeda difokuskan ke posisi yang berbeda dalam gambar, ini memberikan pelangi di sekitar objek yang cerah, terutama di langit.

Flare / ghosting - cahaya tersebar di dalam lensa, baik dari kaca atau badan logam. Ini menciptakan deretan lingkaran berwarna yang mengarah ke matahari yang kadang-kadang Anda lihat di film dan mengurangi kontras gambar.

Martin Beckett
sumber
3

  1. Aberasi Bulat: Sinar yang datang dari dekat sumbu lensa tiba di bidang fokus membentuk titik jarak tertentu di hilir. Sinar dari pinggiran lensa membentuk titik pada jarak yang berbeda.

  2. Koma: Terkait dengan Penyimpangan Bola tetapi berbeda bahwa tambalan yang dihasilkan pada fokus bukanlah disk, melainkan bentuknya yang menyerupai komet.

  3. Astigmatisme: Patch menghasilkan oval.

  4. Lengkungan bidang: Fokus lensa harus terbentuk pada permukaan datar seperti permukaan datar sensor digital. Sebagai gantinya, permukaan sensor harus melengkung seperti bagian dalam mangkuk.

  5. Distorsi: Subjek persegi panjang harus gambar sebagai persegi panjang dengan semua sisi persegi. Alih-alih gambar persegi panjang dengan sisi menonjol keluar (laras) dan / atau menggembung ke dalam (bantalan bantalan).

  6. Penyimpangan kromatik transversal: Lampu biru dan merah menjadi fokus pada jarak yang sama dari lensa namun keduanya memiliki panjang fokus yang sedikit berbeda.

  7. Aberasi kromatik longitudinal: Lokasi sebenarnya dari gambar adalah fungsi dari panjang gelombang. Bidang gambar merah terbentuk lebih jauh dari lensa. Pesawat gambar violet terbentuk terlebih dahulu. Warna-warna lain terbentuk di antaranya. Setiap gambar berwarna ukurannya sedikit berbeda.

Alan Marcus
sumber